Multiplexer und Demultiplexer

Ein Multiplexer (kurz: MUX oder Mux) ist eine Selektionsschaltung in der analogen und digitalen Elektronik, mit der aus einer Anzahl von Eingangssignalen eines ausgewählt und an den Ausgang durchgeschaltet werden kann. Multiplexer sind vergleichbar mit Drehschaltern, die nicht von Hand, sondern mit elektronischen Signalen gestellt werden. Am anderen Ende der Leitung befindet sich häufig ein Demultiplexer: Dieser leitet ein Eingangssignal zu einem von mehreren Ausgängen weiter.

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Eine gemeinsame Leitung soll von 4 Nebenstellen (Gerät 0 bis 3) verwendet werden. Der Multiplexer muss also aus mehreren Eingängssignalen dasjenige auswählen, das auf die Verbindungsleitung geschickt werden soll. Der Demultiplexer am anderen Ende hingegen muss dieses eine Eingangssignal an einen von mehreren Ausgängen weiterleiten.

Die Signale auf den Steuerleitungen sorgen dann dafür, dass Multiplexer und Demultiplexer synchron arbeiten.

• Wieviele Leitungen "spart" man bei der dargestellten Telefonvermittlung gegenüber der direkten Verbindung aller Telefone?
• Vervollständige den folgenden Aufbau mit einem Multiplexer und einem Demultiplexer für jeweils 2 Telefone:
  • Wieviele Steuerleitungen benötigst du?
  • Wieviele Leitungen "sparst" du gegenüber der direkten Verbindung aller Telefone?

Der einfachste Multiplexer ist der 1-MUX. Er hat eine Steuerleitung (s₀) und kann damit zwischen zwei Eingängen (e₀ und e₁) auswählen. Das jeweilige Signal wird auf den Ausgang a weitergeleitet:

• Wenn s₀ = 0 ist, wird e₀ weitergeleitet (also a = e₀)
• Wenn s₀ = 1 ist, wird e₁ weitergeleitet (a = e₁)

Man kann einen digitalen 1-Mux auch als logische Funktion auffassen, die Wertetabelle sieht dann in etwa so aus:

Vervollständige die Wertetabelle.

Kontrolle

Stelle mit Hilfe eines KV Diagramms eine minimierte logische Funktion für a auf.

Hilfestellung 1: Leeres KV Diagramm

Hilfestellung 1: Ausgefülltes KV Diagramm

Lösung